范文一:延长石油油泥无害化综合处理技术
延长石油油泥无害化综合处理技术
嗡嗫术|化工安全与环境2011年第3O期
延长石油油泥无害化综合处理技术
史秀延陕西延长石油(集团)有限责任公司
延长石油集团是国内拥有石油和天然气勘探开发资质的 四家企业之一,是陕西省重点企业,石油资源主要集中在陕 北地区,近几年来,随着原油开采业和加工业快速发展,原 油产量不断增长的同时,也带来了一些新的问题,其中大量 废矿物油的处置就成为一个棘手并亟待解决的难题.石油生 产对环境的污染主要来自石油生产,加工工程中的落地油, 空放气,生产排放物等对大气,水资源和土壤的污染,对当 地环境造成了很大的破坏,直接影响石油产业的可持续发展. 据延长石油集团年底报表显示,2010年生产原油1200万t, 加工原油1280万t以上,每年采油厂生产油泥量12,15万t, 炼油厂产生油泥量12万t以上,生产油泥总量25万t左右. 含油污泥是在石油开采,运输,炼制及含油污水处理过 程中产生的含油固体废物.废矿物油已被列入《国家危险废 物名录》,编号为HwO8.含油污泥是由多种物质组成的复杂 混合物,主要成分有C15,C36的烷烃,多环芳烃(PAHs), 烯烃,苯系物,酚类等.其中的各种成分对人体都有一定的 毒性和危害作用,因此一旦大量进入外环境,将造成严重的 环境污染,如3,4一苯并芘(PAH)等多环芳烃,它们具有很 强的致癌性和致畸性;含氯的多环芳烃如多氯联苯(PCB), 对皮肤和肝脏有很大危害并影响大脑发育.另外,含油污泥 还会破坏生物的正常生存环境,具有造成生物机能障碍的物 理作用.含油污泥对环境的污染包含在土壤,水系,以及大
气多个方面,应该引起人们的高度重视.
一
方面含油污泥具有一定的资源利用价值,油泥中一般 含油率在3,1O,另一方面若处置不当,泄漏到大气,土 壤环境中,对人类健康和生态环境危害性大.因此,加强对 含油污泥的综合治理,加快技术研发和应用,既是石油产业 领域技术进步,废物资源化利用,促进循环经济发展的迫切 需要,更是保护环境,造福子孙后代,构建和谐社会的必然 要求,具有十分重要的社会意义.
一
,延长石油泥处置现状
对延长石油集团24家采油厂下属的70多家集油站,联合 站和延安炼油厂,永坪炼油厂,榆林炼油厂,延安石化厂4 家炼化企业的基本情况进行了调研.
调研结果:整个延长石油集团含油污泥处理处置现状比较 混乱,采油,炼油企业所产生的含油污泥,主要采用人工清 理油罐,清理出的油泥不是由自己处理,而是委托给含油污 泥处置企业处理,处理费在380,600元/t之间不等,将污染 物和造成污染的责任主体发生了转移.而这些含油污泥处置 企业,大多数是个体小企业,普遍缺少处置技术及污染控制 技术,其主要处理方法是将油泥中有价值的粗油脂进行收集, 废水外排,剩余残渣在未经深度处理的情况下进行填埋,或 堆放或去向不明.因此,根本不可能做到无害化处置,更谈 不上达标排放,这一现象非常危险,对陕北地区生态环境的 污染埋下了非常大的安全隐患.
二,油泥来源及特征
1.油泥来源及产生量
延长集团涉及产生油泥的企业有炼油厂和采油厂,炼油 厂主要是原油储罐的罐底残渣和配套污水处理厂的含油污泥.
采油厂主要是原油储罐的罐底残渣和配套污水处理厂的含油 污泥.
采油厂和炼油厂的原油储罐的罐底油泥性质基本相同, 其差别仅表现在固体沥渣的含量和粒子大小分布上;而污水 处理厂的含油污泥,采油厂和炼油厂的性质差别大,炼油厂 污水处理系统的含油污泥性质更复杂,处理难度更大. 2.不同油泥的基本特征
罐底油泥和污水处理厂含油污泥的性质差异大,表现在 含油分,水分,固化物和热值等方面.依据对罐底油泥,炼 油厂污水处理油泥和采油厂污水处理油泥分别取样分析,其 数值差异比较大,罐底油泥含油率高,热值大,罐底油泥热 值为2500~4000kcal/kg,含油率1O,2O,固含量2O, 3O,水分55,7O.采油和炼油厂污水处理油泥,含油 率和热值偏低,污水厂油泥热值为1000,1500kcal/kg,含油 率2%,5,固含量20%,3O,水分5O%,8O. 三,油泥处理综合工艺流程
整个处理系统包括三个工艺单元;清罐工艺技术和设备 单元;水分离,油收集工艺技术;免助燃无害化焚烧处理系 统单元.
油泥处理工艺流程简图见图1.
1.清罐工艺单元
考虑到采油厂罐底油泥产生的分散性,为便于现场作业, 体现设备可流动施工作业的特点,经考察筛选,应用自主开 发的ZK一1型自动清罐系统设备.该系统设备是车载可移动 式,能满足移动清罐作业.本系统设备是在充分吸收和集成 国内外先进技术,和长期积累的化工废渣清罐技术经验的基 础上,而开发并形成的全机械清理油罐技术和成套设备,主 要适用于清理比重较重的罐底油泥.
利用清洗处理的罐内油品和水作为清洗介质,可彻底清
除罐内油污残渣,减少劳动量及用工成本,缩短施工工期, 避免了在施工过程中造成的二次污染.
在清罐过程中通过粗分离,分离出一部分水,用于清罐 后期浓稠固液的稀释打浆,最终清罐完成后分离出的水排放 到现场污水处理系统.在不添加新鲜水的情况下可达到彻底 清罐的目的.
2.分水集油单元
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CHEMICALSAFETY&ENVlR0NMENT?——
图1油泥处理工艺流程简图
罐底油泥一般都具有资源回收价值,但是否运行本单元 系统,根据所清罐油泥的基本特征来确定.一般以罐底油泥 的含油率1O为判断标准,大于该值同时作业分离水和收集 粗油工段;小于该值仅作业分离水工段.
(1)固液分离
清罐出来的油泥,进入专用离心机进行高速离心,将固 相和液相进行分离.脱液后的渣泥统一收集,达到工艺条件 进入无害化焚烧炉焚烧.
固液分离可以通过改变离心机的转速和离心机滤芯的孔 径大小来控制废油渣的含水率,以达到进入焚烧单元的工艺 条件,保证理想的焚烧效果.
(2)预处理
分层撇出液相,需加入一定量的调质剂进行预处理. (3)油水分离
预处理后的液相进入油水分离器进行油水分离,分离出 粗油.分离出的水部分回用于清洗装置不断循环置换油泥, 最终分离水排放于污水处理设施.
分离单元,主要使用油水分离装置对再循环单元处理后
的污油进行分离处理,回收有价值的粗油.选择全套的设备 配置最终可将污油分离为水,油和固体.水则通过第一部分 压入旋转喷枪再回罐内置换油泥实现再循环.技术指标见表1. 3.无害化焚烧单元
焚烧物料的热值应高于2000kcal/kg,含水率控制在3O 以下.达不到以上条件需添加助燃剂.
表1技术指标(特定即时量)
进水含油量f8562mg/L1993mg/L进水TTS6990mg/L1590mg/L
出水含油量I25.Omg/L17.0mg/L出水TSS19.0mg/L5.0mg/L
处理效率l99.7Yo99.2处理效率99.799.7 经分水集油后的油泥残渣,进入免助燃焚烧炉进行无害 化焚烧.焚烧后的烟气经过多级处理达标排放.灰渣经有资 质的单位毒性鉴别后,或填埋或作为建材原料,彻底解决罐 底油泥处理过程中产生的污染问题,达到罐底油泥处理实现 减量化和无害化的要求.
(1)焚烧
将油泥和其他需无害化焚烧的物料,按要求经检测调配 后送入免助燃焚烧炉进行无害化焚烧.
(2)烟气处理
高温焚烧后的烟气,经高温换热一急冷一脱硝一脱二嗯英一脱 酸一除尘后,达标排放.
(3)热能回收利用
由焚烧炉产生的高温烟气经过蒸汽发生器的热置换后可以 产生部分蒸汽用于生产,食堂,职工浴室等.如有需要可以外供. (4)灰渣的处置与利用
高温焚烧后的灰渣经有资质的单位毒性鉴别后,或填埋 或作为制砖,铺路等建材原料.
四,主要技术指标
1.罐底残渣焚烧处理装置主要技术指标
烟囱高度40~50m
危险废物处理量2000kg/h(单台)
二燃室温度110.,1300?
烟气停留时间>2.Os
燃烧效率>99.9
焚毁去除率>99.9
焚烧残渣热灼减率<5
烟气500?降至200~C急冷时间<1.Os 出口烟气氧含量6,1O(干气)
炉体外壳温度<60~C
2.危险废物焚烧炉正常运行状态下排放烟气指标(见表2) 表2危险废物焚烧炉正常运行状态下排放烟气指标 测试项目单位国家标准实测值
烟气黑度林格曼级1<1
烟尘排放浓度mg/m.6550
二氧化硫(sOx)mg/m20020
氮氧化物(NO2)mg/m050060 一
氧化碳(CO)mg/m08O50
氯化氢(He1)rag/1TI.6O30 氟化氢(HF)mg/m05.O5.0
汞及其化合物(以Hg计)mg/mO.10.027 镉及其化合物<以Cd计)rag/mO.10.03 砷,镍及其化合物(以As+Ni)计mg/m.1.00.03 铅及其化合物(以Pb计)mg/m.1.00.101 铬,锡,锑,铜,锰及其化合物mg/m04.01.04 二嚼英TEQng/m.0.50.014 ——
CHEMICALSAFETY&ENVIRONMENT?——
口
范文二:猪粪无害化处理技术
猪粪无害化处理技术
一.粪便资源及其分布
根据2005年农业统计年鉴资料,估算出2005年畜禽粪便产生总量为26亿t,其中牛粪、猪粪、鸡粪资源分别为102732.10万t,28720.693万t、22609.03万t,主要分布在河南、四川、山东、河北、云南、内蒙古、湖南等省。畜禽粪便资源最高的省份为河南、四川、山东,2005年三省全年畜禽粪便产量均超过1亿t;其次为河北、云南、内蒙古、湖南、广西、贵州、新疆、黑龙江、西藏、安徽等省、自治区,畜禽粪便年产生量超过5000万t。
生猪产业是黑龙江省最大的畜牧养殖品种,生猪产值占整个畜牧业总产值的三分之一,居于六畜之首,2005年末出栏生猪2238万头,猪肉产量177.1万吨。“十五”期间,我省生猪产业发展迅猛,养猪专业户已达14.3万个,养猪场(户)
1.7万个,养猪小区850个,养猪业的规模饲养比重已超过50%。到2005年末,全省年屠宰生猪能力已超过2000万头,并培育或引进了北大荒、金锣、雨润、肉联等十余家生猪深加工企业。
表1 不同体重猪的粪尿排放量
二.对环境的影响
1、对空气的污染
动物饲料中的蛋白质、糖类、脂类物质代谢中间产物和代谢最终产物经微生物分解会产生氨气、硫化氢、吲哚、硫醇、硫醚、甲醛、乙醛、丙烯醛、甲胺、乙胺、苯酚、硫酚、挥发性脂肪酸等具有恶臭气味的物质。这些恶臭物质会刺激人的神经系统,对呼吸中枢产生毒害,使人感到头痛、恶心。同时也有害于畜禽生长,使畜禽生产性能下降。在这些恶臭气体中,氨气和硫化氢对人畜影响最为严重。
畜禽养殖场所积压、贮存的粪便和其他废弃物,经风吹日晒,受人工或夜深动物的啄食、翻动,有的被弄成碎片、碎屑,即可被风吹散到远处,甚至成为飘尘,长期在大气中悬浮,附着其上的病原微生物、寄生虫卵被广泛传播,也对大气造成了一定的污染。
2、对土壤环境的污染
在饲料中添加一些可以调节动物代谢的元素,如铜、锌、铁、砷等微量元素在一定程度上可以增强畜禽抗病能力,提高畜禽的生长性能,但这些元素被畜禽直接吸收利用的很少,更多的是通过粪便排出体外。这些含在畜禽粪便中的金属元素如不合理处理,会造成严重的后果。一旦土壤受到污染,作物在污染的土壤中生长时,有害元素被作物大量吸收后会残留在收获的农产品中,通过食物链进入动物或人体,对人体健康造成威胁。
大型养殖场和专业户都建有贮盛舍内排出的畜禽粪尿和污水的贮粪池。然而,有些贮粪池的底部并不放水,其中的粪尿水和污水可以深入地低下的土层中,有的贮粪池盛满时不进行净化处理,随意排放场外,对土壤造成了污染。土壤受到污染后,其化学成分和物理性状也相应发生改变,使自净能力遭到破坏,也为蝇类和寄生虫等提供了寄生场所,给健康畜群和人类生活带来严重危害。
3、对水环境的污染
畜禽粪便淋溶性极强,若不及时处理,便通过径流污染地表水,进而通过土壤渗滤污染地下水,畜禽粪便和废水中含有大量的有机物:N、P、K、SS及致病菌等污染物并有恶臭。
未经处理的高浓度有机废水的集中排放,大量消耗水体中的溶解氧,使水体变黑发臭。水中N、P等营养物促使水
体富营养化或使地下水中的硝态氮或亚硝氮浓度增高。严重影响了水体的质量和居民的健康,也影响了养殖业自身的可持续发展。
4 重金属的污染
随着饲料工业的发展,一些饲料加工企业在宣传媒介中对无机制剂(如砷、汞)有片面强调促生长及医疗效果一面,而忽视其导致环境污染的一面。据预测,一个万头养猪场按美国 FDA 允许使用的砷制剂计量推算,若连续使用含砷饲料 5~8 年后,将可能向猪场周边排放近1t 砷, 16年后土壤中砷含量则可翻一番。土壤中砷含量每升高 1 mg/kg,则甘薯块根中砷含量上升 0.28 mg/kg。按此计算不超过10 年,该地产甘薯中砷含量会全部超过国家食品卫生标准,此耕地只能废弃或改种其它作物。 5 抗生素的污染
饲料中添加的抗生素在肠道中未被完全吸收的部分从猪的粪尿中排出。在以猪粪作为肥料的地里种植洋葱、玉米和洋白菜做试验,结果显示,三种作物只吸收氯四环素(金霉素)而不吸收泰乐菌素,虽然植物组织中吸收的氯四环素含量不高 (鲜重中含量为2~
17 ng/g),但是其含量随着氯四环素在饲料中添加量的增加而提高。
畜禽粪便同许多工业污染源不同,其中含有丰富的作物
所需的养分(猪、鸡、牛粪与化肥的换算见表1-9)。以1995年为例,全年畜禽粪便的N、P量分别为1597万t和363万t,同期我国化肥施用量折纯量分别为2021.9和632.4万t。畜禽粪便中的N、P含量相当于我国同期化肥量的78.9%和57.4%,可见畜禽粪便是我国农业生产中的宝贵资源。当前研究最多的是堆肥法。堆肥化系统有三种分类方法。按需氧程度分,有厌氧和好氧堆肥;按温度分,有中温和高温堆肥;按技术分,有露天和机械密封堆肥。习惯上都按好氧和厌氧来区分。目前常规堆肥存在的问题是处理过程中的氮损失,不能完全控制臭气,而且堆肥需要的场地大,处理所需要的时间长。很多学者正在尝试采用发酵仓加上微生物制剂的方法,可以减少氨的损失并能缩短堆肥时间。
表2 猪粪尿的成分表
表3 猪牛鸡粪与化肥的换算表
三.畜禽养殖业污染治理遵循的原则
1.无害化原则:
即将畜禽养殖业的废弃物进行无害化处理,减少和消除其对环境、人畜健康的威胁和隐患,它是畜禽废弃物污染治理的前提。
2.减量化原则:
是畜禽废弃物污染治理的基础,即在畜禽养殖过程中通过各种方法的综合减少废弃物的发生。减量化技术必须从畜禽养殖的全过程通盘考虑以减少排污量。从养殖源头角度考虑,主要有两点,一、合理规划养殖场的结构,采取农牧结合的方式以地定畜,减少畜禽废弃物的土壤负荷量;二、利用先进科学技术,加强畜禽品种改良,科学饲养,科学配料。从养殖过程来考虑,也有两点,⑴ 采用氨基酸平衡的日粮,使日粮的配制符合畜禽实际的营养需要,使用环保型饲料和饲料添加剂提高饲料的消化和吸收率,减少畜禽废弃物的排泄量;⑵ 采用人工干扫猪粪的方式,同时做到雨污分离、饮污分离,减少污染物的产生量,实现清洁化生产。从养殖末端来看,一、采取高效的固液分离技术达到污染物减量化的目的;二、对干粪进行发酵处理生产优质有机肥,并将生产出的有机肥用于绿色、有机农业生产中。
3.资源化利用原则:
它是畜禽粪便污染治理的核心。畜禽粪便不同于一般的工业
污染物含有未消化的营养物质和作物所需的多种养分,经适当处理后可用作肥料、饲料和燃料等。
4. 生态化发展原则:
将生态工程学原理用于畜禽废弃物的处理和利用是实现畜禽养殖业可持续发展的有效措施。它是遵循生态学原理,通过食物链建立生态工程处理系统,以农牧结合、渔牧结合、农牧渔果结合等多种方式建立鱼、果、蔬、粮并举的生态畜牧农场,积极发展无公害食品、绿色食品和有机食品生产,使畜禽养殖业和农业种植、退耕还林、还草等生产模式有机结合,走生态农业的道路是最适合解决畜禽养殖业污染问题的经济有效途径。
5.污染治理的经济适用原则:
畜禽养殖业总体上讲是一个污染重、利润较低的行业,过高的治理成本必然减少养殖业的经济效益,严重损害畜禽养殖业主的利益,最终影响到畜禽养殖业的可持续性发展。今后,我国应该借鉴发达国家的经验,适当对化肥生产、销售加以征税;对畜禽养殖场主在污染防治方面进行适当的补贴;对产业化的有机肥加工与销售企业实行免税或少征税的政策。
四.猪粪污的无害化处理技术
1. 猪粪便的收集与节水处理
(1)干清粪法:
其猪舍地面结构为架空式的半漏或全漏缝水泥板条地面,猪只所排出的粪便由漏缝地板落人地下斜坡上,每3一5d对落人的猪粪用刮粪机或人工收集,运送到集粪池内集中堆放,待处理。尿水从地下边沟流人排污沟中,再流人污水池。猪舍地面不冲水,保持干燥,既有利于猪只生长,又节约了大量的水资源,大大地减少污水排放量。
(2)固液分离法:
猪舍结构勺浸泡式全漏缝水泥板条地面,猪只排出的粪、尿经漏缝地板落入舍内地下储粪沟内蓄积起来,储粪沟深1.2 m,粪尿水在沟内发酵,分解产生发酵热,有效地杀死了病原微生物和寄生虫卵,确保猪只的健康生长。待一批猪饲养周期结束全部转走后,再把舍内储粪沟内的经发酵处理后的污水排人舍外集粪池中,进行固液分离,把干物质集中堆放处理,污水流人污水池中等待处理。在整个饲养期内都不冲洗猪舍,节约了用水量75 %,是节水型畜牧业的一项有效措施,同时也减少了污水的排放量,减轻污水对环境的压力。
2.猪粪的处理利用技术
目前国内对猪粪的处理利用方法主要有以下几种:直接返田处理、堆肥处理和沼气发酵。虽然有些报道称可以将猪粪饲料化处理,但是对于猪粪饲料化利用的安全性问题还有待进一步的研究,同时猪粪饲料化处理利用是绿色、生态养
猪所不提倡的,因此,猪粪的最合理有效的利用方式是返田作为有机肥。
(1)直接返田处理
猪粪直接返田是猪粪最原始的利用方式,猪粪中所含量的大量的氮和磷可以供作物利用。通过土层的过滤、土壤粒子和植物根系的吸附、生物氧化、离子交换、土壤微生物间的拮抗,使进入土壤的粪肥水中的有机物降解、病原微生物失去生命运力或被杀灭,从而得到净化;同时,还可增加土壤肥力而提高作物产量,实现资源化利用。
(2)堆肥处理
为避免长期、过量使用未经处理的鲜粪尿,而造成其中所含微生物、寄生虫等会对土壤造成污染以及寄生虫病和人畜共患病的蔓延,粪便采用发酵或高温腐熟处理后再使用,一般采用堆肥技术。堆肥处理是在微生物作用下通过高温发酵使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程。在微生物分解有机物的过程中,不但生成大量可被植物利用的有效态氮、磷、钾化合物,而且又合成新的高分子有机物腐殖质,它是构成土壤肥力的重要活性物质。
3.系统工程
(1)物质循环利用型生态工程
该工程技术是一种按照生态系统内能量流和物质流的循环规律而设计的一种生态工程系统。其原理是某一生产环
节的产出(如粪尿及废水)可作为另一生产环节的投入(如圈舍的冲洗),使系统中的物质在生产过程中得到充分的循环利用,从而提高资源的利用率,预防废弃污物等对环境的污染。 国内外常用的物质循环利用型生态系统主要有:种植业-养殖业-沼气工程三结合的生态工程;养殖业-渔业-种植业三结合的生态工程;养业-渔业-林业三结合的生态工程等。其中种植业-养殖业-沼气工程三结合的物质循环利用型生态工程应用最为普遍,效果最好。
图1 种植业-养殖业-沼气工程三结合物质循环利用系统
(2)健康与能源型综合系统
该系统的运作方式是将猪粪尿先进行厌氧发酵,形成气体、液体和固体三个部分,然后利用气体分离装置把沼气中甲烷和二氧化碳分离出来,甲烷可以作为燃料、照明,也可进行沼气发电,获得再生能源,二氧化碳可用于培养螺旋藻等经济藻类。沼气池中的上层液体经过一系列的沼气能源加热管消毒处理后,可作为培养藻类的矿质营养成分。沼气池
下层的泥浆与其他肥料混合后,作为有机肥料可改良土壤;用沼气发电产生的电能,可用来照明,还可带动藻类养殖池的搅拌设备,也可以给蓄电池充电。
过滤后的螺旋藻等藻体含有丰富、齐全的营养元素,既可以直接加入鱼池中喂鱼、拌入猪饲料中喂猪,也可以经小型的干燥设备烘干、灭菌,然后作为廉价的蛋白质和维生素源,供人们食用,补充人体所需的氨基酸、稀有维生素等营养元素。该系统的其他重要环节还包括一整套的净水系统和植树措施。这一系统的实施,可以有效地改善猪场周围的卫生和生态环境,提高人们的健康和营养水平。同时,猪场还可以从混合肥料、沼气燃烧、沼气发电、鱼虾和螺旋藻体中获得经济收入。该系统的操作非常灵活,可随不同地区、不同猪场的具体情况而加以调整
图2 健康和能源型综合系统
(3)应用生态营养理论从源头上减少污染
虽然在猪粪的处理利用上做了大量的工作,但是要从源头上降低污染,还需要从饲料方面做工作。我国自 1995 年提出生态营养理论以来,有许多学者提出通过生态营养调控减少畜禽排泄物对环境的污染
①选购符合生产绿色畜产品要求和消化率高、营养变异小的饲料原料,达到增重快、排泄少、污染少、无公害的目,并注意选择有毒有害成分低、安全性高的原料。
②力求准确估测动物不同生理阶段、环境、日粮配制类型等条件下对营养的需要量和养分消化利用率,设计配制出营养水平与动物生理需要基本一致的日粮。
③按理想蛋白质模式,以可消化氨基酸含量为基础,配制符合动物生理需要的平衡日粮,提高蛋白质利用率,减少 N 的排出。
④提高饲料利用率,配制饲料时可选用植酸酶、蛋白酶、聚糖酶等酶制剂,促进营养物质的消化吸收,尤其在幼年动物日粮中添加效果更佳;添加益生素,通过调节胃肠道内微生物群落,促进有益菌的生长繁殖,对提高饲料利用率、降低 N排泄量作用显著;合理添加抗菌素对提高饲料利用率效果显著,但要注意选用高效、低吸收、无残留、不易产生抗药性的畜禽专用抗菌素及其替代品,并严格执行用法用量,保证畜产品的安全卫生和减少排出量。
⑤禁止使用高 Cu、高 Zn日粮。
⑥日粮中添加活性碳、沙皂素等除臭剂,减少动物粪便臭气的产生。
⑦采用膨化和颗粒化加工技术,破坏或抑制饲料中的抗营养因子、有毒有害物质和微生物,改善饲料品质和卫生状况,提高养分消化吸收率,减少排出量。
范文三:猪粪无害化处理技术
猪粪无害化处理技术
猪粪无害化处理技术 黑龙江大学农学院 黄雅曦 猪粪无害化处理的必要性 粪便资源及其分布 根据2005年农业统计年鉴资料,估算出2005年畜禽粪便产生总量为26亿t,其中牛粪、猪粪、鸡粪资源分别为102732.10万t,28720.693万t、22609.03万t,主要分布在河南、四川、山东、河北、云南、内蒙古、湖南等省。畜禽粪便资源最高的省份为河南、四川、山东,2005年三省全年畜禽粪便产量均超过1亿t;其次为河北、云南、内蒙古、湖南、广西、贵州、新疆、黑龙江、西藏、安徽等省、自治区,畜禽粪便年产生量超过5000万t。 生猪产业是黑龙江省最大的畜牧养殖品种,生猪产值占整个畜牧业总产值的三分之一,居于六畜之首,2005年末出栏生猪2238万头,猪肉产量177.1万吨。“十五”期间,我省生猪产业发展迅猛,养猪专业户已达14.3万个,养猪场(户)1.7万个,养猪小区850个,养猪业的规模饲养比重已超过50%。到2005年末,全省年屠宰生猪能力已超过2000万头,并培育或引进了北大荒、金锣、雨润、肉联等十余家生猪深加工企业。 对环境的影响 1、对空气的污染 动物饲料中的蛋白质、糖类、脂类物质代谢中间产物和代谢最终产物经微生物分解会产生氨气、硫化氢、吲哚、硫醇、硫醚、甲醛、乙醛、丙烯醛、甲胺、乙胺、苯酚、硫酚、挥发性脂肪酸等具有恶臭气味的物质。这些恶臭物质会刺激人的神经系统,对呼吸中枢产生毒害,使人感到头痛、恶心。同时也有害于畜禽生长,使畜禽生产性能下降。在这些恶臭气体中,氨气和硫化氢对人畜影响最为严重。 畜禽养殖场所积压、贮存的粪便和其他废弃物,经风吹日晒,受人工或夜深动物的啄食、翻动,有的被弄成碎片、碎屑,即可被风吹散到远处,甚至成为飘尘,长期在大气中悬浮,附着其上的病原微生物、寄生虫卵被广泛传播,也对大气造成了一定的污染。 2、对土壤环境的污染 在饲料中
添加一些可以调节动物代谢的元素,如铜、锌、铁、砷等微量元素在一定程度上可以增强畜禽抗病能力,提高畜禽的生长性能,但这些元素被畜禽直接吸收利用的很少,更多的是通过粪便排出体外。这些含在畜禽粪便中的金属元素如不合理处理,会造成严重的后果。一旦土壤受到污染,作物在污染的土壤中生长时,有害元素被作物大量吸收后会残留在收获的农产品中,通过食物链进入动物或人体,对人体健康造成威胁。 大型养殖场和专业户都建有贮盛舍内排出的畜禽粪尿和污水的贮粪池。然而,有些贮粪池的底部并不放水,其中的粪尿水和污水可以深入地低下的土层中,有的贮粪池盛满时不进行净化处理,随意排放场外,对土壤造成了污染。土壤受到污染后,其化学成分和物理性状也相应发生改变,使自净能力遭到破坏,也为蝇类和寄生虫等提供了寄生场所,给健康畜群和人类生
、对水环境的污染 畜禽粪便淋溶性极强,若不及时处理,活带来严重危害。 3
便通过径流污染地表水,进而通过土壤渗滤污染地下水,畜禽粪便和废水中含有大量的有机物:N、P、K、SS及致病菌等污染物并有恶臭。 未经处理的高浓度有机废水的集中排放,大量消耗水体中的溶解氧,使水体变黑发臭。水中N、P等营养物促使水体富营养化或使地下水中的硝态氮或亚硝氮浓度增高。严重影响了水体的质量和居民的健康,也影响了养殖业自身的可持续发展。 , 重金属的污染 随着饲料工业的发展,一些饲料加工企业在宣传媒介中对无机制剂(如砷、汞)有片面强调促生长及医疗效果一面,而忽视其导致环境污染的一面。据预测,一个万头养猪场按美国 ,,, 允许使用的砷制剂计量推算,若连续使用含砷饲料 ,,, 年后,将可能向猪场周边排放近1t 砷, 16年后土壤中砷含量则可翻一番。土壤中砷含量每升高 , ,,,,,,则甘薯块根中砷含量上升 ,(,, ,,,,,。按此计算不超过,, 年,该地产甘薯中砷含量会全部超过国家食品卫生标准,此耕地只能废弃或改种其它作物。 , 抗生素的污染 饲料中添加的抗生素在肠道中未被完全吸收的部分从猪的粪尿中排出。在以猪粪作为肥料的地里种植洋葱、玉米和洋白菜做试验,结果显示,三种作物只吸收氯四环素
(金霉素)而不吸收泰乐菌素,虽然植物组织中吸收的氯四环素含量不高 (鲜重中含量为,~ 1, ,,,,),但是其含量随着氯四环素在饲料中添加量的增加而提高。 畜禽粪便同许多工业污染源不同,其中含有丰富的作物所需的养分 猪、鸡、牛粪与化肥的换算见表1-9 。以1995年为例,全年畜禽粪便的N、P量分别为1597万t和363万t,同期我国化肥施用量折纯量分别为。畜禽粪便中的N、P含量相当于我国同期化肥量的78.9%和57.4%,可见畜禽粪便是我国农业生产中的宝贵资源。当前研究最多的是堆肥法。堆肥化系统有三种分类方法。按需氧程度分,有厌氧和好氧堆肥;按温度分,有中温和高温堆肥;按技术分,有露天和机械密封堆肥。习惯上都按好氧和厌氧来区分。目前常规堆肥存在的问题是处理过程中的氮损失,不能完全控制臭气,而且堆肥需要的场地大,处理所需要的时间长。很多学者正在尝试采用发酵仓加上微生物制剂的方法,可以减少氨的损失并能缩短堆肥时间。 猪粪尿的成分 畜禽养殖业污染治理遵循的原则 无害化原则: 即将畜禽养殖业的废弃物进行无害化处理,减少和消除其对环境、人畜健康的威胁和隐患,它是畜禽废弃物污染治理的前提。 减量化原则: 是畜禽废弃物污染治理的基础,即在畜禽养殖过程中通过各种方法的综合减少废弃物的发生。减量化技术必须从畜禽养殖的全过程通盘考虑以减少排污量。从养殖源头角度考虑,主要有两点,一、合理规划养殖场的结构,采取农牧结合的方式以地定畜,减少畜禽废弃物的土壤负荷量;二、利用先进科学技术,加强畜禽品种改良,科学饲养,科学配料。从养殖过程来考虑,也有两点,? 采用氨基酸平衡的日粮,使日粮的配制符合畜禽实际的营养需要,使用环保型饲料和饲料添加剂提高饲料的消化和吸收率,减少畜禽废弃物的排泄量;? 采用人工干扫猪粪的方式,同时做到雨污分离、饮污分离,减少污染物的产生量,实现清洁化生产。从养殖末端来看,一、采取高效的固液分离技术达到污染物减量化的目的;二、对干粪进行发酵处理生产优质有机肥,并将生产出的有机肥用于绿色、有机农业生产中。 资源化利用原则: 它是畜禽粪便污染治理的核心。畜禽粪便不
同于一般的工业污染物含有未消化的营养物质和作物所需的多种养分,经适当处理后可用作肥料、饲料和燃料等。 生态化发展原则: 将生态工程学原理用于畜禽废弃物的处理和利用是实现畜禽养殖业可持续发展的有效措施。它是遵循生态学原理,通过食物链建立生态工程处理系统,以农牧结合、渔牧结合、农牧渔果结合等多种方式建立鱼、果、蔬、粮并举的生态畜牧农场,积极发展无公害食品、绿色食品和有机食品生产,使畜禽养殖业和农业种植、退耕还林、还草等生产模式有机结合,走生态农业的道路是最适合解决畜禽养殖业污染问题的经济有效途径。 污染治理的经济适用原则: 畜禽养殖业总体上讲是一个污染重、利润较低的行业,过高的治理成本必然减少养殖业的经济效益,严重损害畜禽养殖业主的利益,最终影响到畜禽养殖业的可持续性发展。今后,我国应该借鉴发达国家的经验,适当对化肥生产、销售加以征税;对畜禽养殖场主在污染防治方面进行适当的补贴;对产业化的有机肥加工与销售企业实行免税或少征税的政策。 猪粪污的无害化处理技术 猪粪便的收集与节水处理 1 干清粪法: 其猪舍地面结构为架空式的半漏或全漏缝水泥板条地面,猪只所排出的粪便由漏缝地板落人地下斜坡上,每3一5d对落人的猪粪用刮粪机或人工收集,运送到集粪池内集中堆放,待处理。尿水从地下边沟流人排污沟中,再流人污水池。猪舍地面不冲水,保持干燥,既有利于猪只生长,又节约了大量的水资源,大大地减少污水排放量。 2 固液分离法: 猪舍结构勺浸泡式全漏缝水泥板条地面,猪只排出的粪、尿经漏缝地板落入舍内地下储粪沟内蓄积起来,储粪沟深1.2 m,粪尿水在沟内发酵,分解产生发酵热,有效地杀死了病原微生物和寄生虫卵,确保猪只的健康生长。待一批猪饲养周期结束全部转走后,再把舍内储粪沟内的经发酵处理后的污水排人舍外集粪池中,进行固液分离,把干物质集中堆放处理,污水流人污水池中等待处理。在整个饲养期内都不冲洗猪舍,节约了用水量75 %,是节水型畜牧业的一项有效措施,同时也减少了污水的排放量,减轻污水对环境的压力。 猪粪的处理利用技术 目前国内对猪粪的处理利用方法主要有以下几种:直接返
田处理、堆肥处理和沼气发酵。虽然有些报道称可以将猪粪饲料化处理,但是对于猪粪饲料化利用的安全性问题还有待进一步的研究,同时猪粪饲料化处理利用是绿色、生态养猪所不提倡的,因此,猪粪的最合理有效的利用方式是返田作为有机肥。 , 直接返田处理 猪粪直接返田是猪粪最原始的利用方式,猪粪中所含量的大量的氮和磷可以供作物利用。通过土层的过滤、土壤粒子和植物根系的吸附、生物氧化、离子交换、土壤微生物间的拮抗,使进入土壤的粪肥水中的有机物降解、病原微生物失去生命运力或被杀灭,从而得到净化;同时,还可增加土壤肥力而提高作物产量,实现资源化利用。 , 堆肥处理 为避免长期、过量使用未经处理的鲜粪尿,而造成其中所含微生物、寄生虫等会对土壤造成污染以及寄生虫病和人畜共患病的蔓延,粪便采用发酵或高温腐熟处理后再使用,一般采用堆肥技术。堆肥处理是在微生物作用下通过高温发酵使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程。在微生物分解有机物的过程中,不但生成大量可被植物利用的有效态氮、磷、钾化合物,而且又合成新的高分子有机物腐殖质,它是构成土壤肥力的重要活性物质。 国内外利用现状 日本的高品质堆肥技术采用好氧发酵处理,产品腐熟度高,易于储存。该方法目前已在日本普遍使用。在反应槽内,添加木屑等作为载体供高温好氧微生物附着生长,这些微生物可以将原料中的有机物分解为二氧化碳和水。有机物几乎完全矿化,污泥产生量极低。有机物分解过程中产生的热量可以将水分完全蒸发;与中温菌相比,高温菌的基质摄取速度与自身分解速度都有明显的提高。 目前加拿大牧场猪粪利用使用较多的方法有:?用农作物秸秆作为吸收粪便载体的混合堆肥。其方法是选择混凝土沟槽,一般长,,, ,、宽 ,,, ,、高 ,(,,, ,,沟槽边上设有通气孔,,,可用鼓风机通入空气,以调节温度,保持有氧发酵。在沟槽内先填上秸秆(麦草、玉米秸等),然后用机器在沟槽上一边喷射粪尿,一边翻腾秸秆,使其充分拌匀,粪尿液体与秸秆的比例为 ,: ,,,: ,,堆肥温度控制在,,,,, ?;一般经 ,, , 可发酵腐熟,变成商品肥。有氧发
酵的优点是可减少臭气散发,防止养分损失。?用木屑作载体堆肥。用木屑作猪栏垫料,当木屑吸收粪尿后,就可出栏用做堆肥。 美国有 , ,,, 个猪场使用猪粪堆肥,而且数量在增加。堆肥可以杀死粪中的病原微生物和草种,是很好的肥料资源。但是在堆肥过程中氮、磷、和碳水化合物的损失很高(平均超过 ,(,,)。试验表明按碳氮比为 ,,: ,,,,: ,,在猪粪中添加含碳水化合物类物质,可以降低上述营养素的损失。堆肥后的猪粪与化肥相比,粪肥中磷的损失比化肥中磷的损失小,从而可以达到减轻对环境污染的目的 我国利用现状 在我国,农民一直把畜禽粪尿作为重要的、优良的有机肥料,用以保持和提高土壤肥力。但近二三十年来,随着现代化封闭型规模化养殖技术的应用,畜禽养殖业逐步向高产优质发展,其发展速度与规模是过去一家一户分散饲养模式不能比拟的。但这种封闭型规模化养殖技术存在一个致命的缺陷,即养殖业与种植业分离,造成一方面养殖场的粪尿污染环境,另一方面农业生产失去了畜禽粪尿提供的优质有机肥,而使土壤肥力逐年下降。对于规模化猪场来说,由于对猪粪尿进行综合处理与利用意味着大量的投资,直接产生的效益又不明显,因此许多规模化猪场在建设时只着眼于短期的经济效益,而忽视了长期的环境与生态效益和持续性发展,这种做法对维护生态环境良性循环十分不利。 猪粪尿的综合利用 1 国外猪粪尿综合利用的现状 美国、日本、荷兰、加拿大、澳大利亚等世界上畜牧业发达国家都十分重视猪粪尿的综合利用,并已进行了大量的研究。如充分利用厌氧及好氧发酵技术来降解猪粪尿中的有害物质,以降低其污染危害;另外,对发酵后的残留物再利用也进行了大量研究。如对固形物研制了各种撒播机,将其均匀地撒播于草地和农田,对发酵后的液体,也研制了各种液体喷洒机。最早的喷粪车由于向空中喷洒而引起空气的污染,经改进后可水平喷洒、向下喷洒、贴地喷洒,并能通过控制喷洒速度和雾滴大小来减少对空气的污染。还发明了注射机,能把发酵液注入地下10~15深处,既全面利用了营养,又减少雨水冲刷而污染水源。还有的将猪粪尿处理后作庭院花肥、降解热量后再利用、深度处
理后的粪液作灌溉等,都是对粪尿的充分利用。 1 物质循环利用型生态工程 该工程技术是一种按照生态系统内能量流和物质流的循环规律而设计的一种生态工程系统。其原理是某一生产环节的产出 如粪尿及废水 可作为另一生产环节的投入 如圈舍的冲洗 ,使系统中的物质在生产过程中得到充分的循环利用,从而提高资源的利用率,预防废弃污物等对环境的污染。 国内外常用的物质循环利用型生态系统主要有 种植业-养殖业-沼气工程三结合的生态工程; 养殖业-渔业-种植业三结合的生态工程; 养业-渔业-林业三结合的生态工程等。 其中种植业-养殖业-沼气工程三结合的物质循环利用型生态工程应用最为普遍,效果
健康与能源型综合系统 该系统的运作方式是将猪粪尿先进行厌氧发最好。 2
酵,形成气体、液体和固体三个部分,然后利用气体分离装置把沼气中甲烷和二氧化碳分离出来,甲烷可以作为燃料、照明,也可进行沼气发电,获得再生能源,二氧化碳可用于培养螺旋藻等经济藻类。沼气池中的上层液体经过一系列的沼气能源加热管消毒处理后,可作为培养藻类的矿质营养成分。沼气池下层的泥浆与其他肥料混合后,作为有机肥料可改良土壤;用沼气发电产生的电能,可用来照明,还可带动藻类养殖池的搅拌设备,也可以给蓄电池充电。 过滤后的螺旋藻等藻体含有丰富、齐全的营养元素,既可以直接加入鱼池中喂鱼、拌入猪饲料中喂猪,也可以经小型的干燥设备烘干、灭菌,然后作为廉价的蛋白质和维生素源,供人们食用,补充人体所需的氨基酸、稀有维生素等营养元素。该系统的其他重要环节还包括一整套的净水系统和植树措施。这一系统的实施,可以有效地改善猪场周围的卫生和生态环境,提高人们的健康和营养水平。同时,猪场还可以从混合肥料、沼气燃烧、沼气发电、鱼虾和螺旋藻体中获得经济收入。该系统的操作非常灵活,可随不同地区、不同猪场的具体情况而加以调整 应用生态营养理论从源头上减少污染 虽然在猪粪的处理利用上做了大量的工作,但是要从源头上降低污染,还需要从饲料方面做工作。我国自 ,,,, 年提出生态营养理论以来,有许多学者提出通过生态营养调控减少畜禽排泄物对环境的污染 ?选购
符合生产绿色畜产品要求和消化率高、营养变异小的饲料原料,达到增重快、排泄少、污染少、无公害的目,并注意选择有毒有害成分低、安全性高的原料。 ?力求准确估测动物不同生理阶段、环境、日粮配制类型等条件下对营养的需要量和养分消化利用率,设计配制出营养水平与动物生理需要基本一致的日粮。 ?按理想蛋白质模式,以可消化氨基酸含量为基础,配制符合动物生理需要的平衡日粮,提高蛋白质利用率,减少 , 的排出。 ?提高饲料利用率,配制饲料时可选用植酸酶、蛋白酶、聚糖酶等酶制剂,促进营养物质的消化吸收,尤其在幼年动物日粮中添加效果更佳;添加益生素,通过调节胃肠道内微生物群落,促进
,排泄量作用显著;合理添加抗有益菌的生长繁殖,对提高饲料利用率、降低
菌素对提高饲料利用率效果显著,但要注意选用高效、低吸收、无残留、不易产生抗药性的畜禽专用抗菌素及其替代品,并严格执行用法用量,保证畜产品的安全卫生和减少排出量。 ?禁止使用高 ,,、高 ,,日粮。 ?日粮中添加活性碳、沙皂素等除臭剂,减少动物粪便臭气的产生。 ?采用膨化和颗粒化加工技术,破坏或抑制饲料中的抗营养因子、有毒有害物质和微生物,改善饲料品质和卫生状况,提高养分消化吸收率,减少排出量。 * * * 表1 不同体重猪的粪尿排放量 22~24 13?1 160~180 21~23 14?1 140~160 21~22 16?1 120~140 20~22 19?1 100~120 18~20 21?2 80~100 16~18 23?2 60~80 10~14 24?3 40~60 粪尿排放量/kg. 头. d -1 粪尿排放量相当体重的比例/% 猪体重/kg 猪牛鸡粪与化肥的换算表 1.7 4.55 4.1 1.75 3.25 2.55 4.8 3.9 鸡粪 0.15 0.9 0.8 0.65 1.2 0.85 1.75 1.5 牛粪 0.6 1.7 1.5 0.7 12 0.95 1.25 1.45 猪粪 硫酸钾 钙镁磷肥 过磷酸钙 尿素 氯化铵 硝酸铵 碳酸氢铵 硫酸铵 50kg粪肥
换算化肥 . * *
范文四:油泥及油泥砂无害化处理突破性新工艺
油泥及油泥砂无害化处理新工艺
该技术是针对含油污泥、砂及石油污染土壤无害化资源化处理的最新技术,从2012年6月份开始我们通过取得孤岛厂各联合站油泥及油泥砂小样进行实验,该技术使油泥充分热解的同时,得到无害化的残渣并能将油泥中残留的石油及有机物充分提取,可以将胶质、沥青质等大分子物质裂解成为小分子物质即轻油,从而得到一定的附加效益。与国内外油泥热处理方法中的高温裂解和低温裂解不同,主要有4点优势:
1、正常生产时靠工艺过程产生的不凝气燃烧供热,不需要消耗其他能源。
2、能将有机物充分提取,提取后的残渣含油率低于3000毫克/公斤的排放国家标准。
3、不需要添加任何催化剂, 目前国内外应用热解等技术在油泥处理时必须添加催化剂,不但增加了处理成本同时也增加了处理的复杂性。
4、可以实现规模化生产, 该装置每天可以处理油泥几十吨至100多吨,普通裂解装置每天处理量一般只为几吨。
范文五:病死鸡生物无害化处理技术
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病死鸡生物无害化处理技术
作者:林亚峰 由佳 曾宪辉 董乐辉
来源:《国外畜牧学·猪与禽》2014年第10期
摘 要:病死鸡生物无害化处理技术研究,旨在解决肉鸡养殖过程中病死鸡无害化处理困难的难题,其关键技术是利用生物工程技术,实现病死鸡的高效无害化处理。由于参研单位工作技术人员的积极努力,通过一系列的科学研究、试验和推广,经检验证明利用生物工程技术处理病死鸡技术达到了高效无害化处理的要求,实现了肉鸡养殖生产中病死鸡的高效无害化处理,不仅有效降低了对养殖环境、社会环境的污染,而且变废为宝,生产有机肥,为种植业提供高效有机肥料,有效改善土壤结构,提高果树、作物产量和品质;取得了显著的经济效益、生态效益和社会效益。
关键词:病死鸡;生物无害化处理;菌种扩培;混拌;病死鸡粉碎;循环发酵 中图分类号:S851.2 文献标识码:B 文章编号:1001-0769(2014)10-0043-03
长期以来,规模化养殖场的病死鸡无害处理不仅关系到饲养场的生物安全,还会严重影响社会养殖环境的生物安全。烟台市畜牧兽医工作站和益生股份有限公司的技术人员一直高度重视这一问题,通过成立科研攻关小组,针对传统的病死鸡无害化处理方法易引发二次污染的弊端,大胆尝试寻找新的科学处理方法,经反复探索与实验,成功研究出一项新型生物发酵无害化处理技术。病死鸡经生物发酵无害化处理后细菌、病毒、寄生虫等易传播疾病的病原物被有效杀灭,与传统的焚烧、淹制、深埋方法比较,具有占地少和无二次污染的优点,无害化处理效果显著,有效保障和提高了生物安全质量。而且生物发酵处理后制作出有机肥料可对外销售,即可有效解决粪污和病死鸡无害化处理问题,又可为养殖场带来一定经济收益。 1 病死鸡生物无害化处理技术原理
该技术主要原理是利用微生物的生长、繁殖和代谢的功能,加快病死鸡和粪污中有机质分解的生物化学和物理变化过程;利用作物秸秆、粪污、病死鸡等原料通过做堆发酵的模式给微生物创造一个最适宜生长、繁殖的条件,利用其代谢过程中可以分解、利用有机物,同时产生大量热量的功能,迅速分解鸡粪和病死鸡中的有机质,炭化作物秸秆的纤维素,杀灭原料中所有细菌、病毒、寄生虫,加快水分蒸发。
2 病死鸡生物无害化处理技术流程
生物无害化处理技术主要原料有病死鸡、鸡粪、废垫料、秸秆和菌种等。技术流程包括:选择高活性的微生物菌种进行菌种扩培、病死鸡在发酵车间混拌区进行预处理(病死鸡的收集、病死鸡的粉碎与处理、混拌及水分的控制与调整)、腐熟发酵及循环发酵、晾晒生产出有机肥半成品。
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